關(guān)于農(nóng)村初中化學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及應(yīng)用的思考

王會(huì)祥

【摘要】近年來(lái)，現(xiàn)代化教育技術(shù)越來(lái)越先進(jìn)，多媒體教學(xué)設(shè)備以及化學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)室軟件的開(kāi)發(fā)和運(yùn)用等都為農(nóng)村初中化學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了有利條件。鑒于農(nóng)村初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)本身存在的多方面局限性，為了改善課堂教學(xué)的質(zhì)量和效率，農(nóng)村初中化學(xué)教師有必要利用先進(jìn)的多媒體技術(shù)以及引入虛擬化學(xué)實(shí)驗(yàn)室等仿真軟件來(lái)優(yōu)化課堂教學(xué)。

【關(guān)鍵詞】初中化學(xué) 虛擬實(shí)驗(yàn) 教學(xué)

【中圖分類號(hào)】G633.8 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2017）03-0204-02

眾所周知，化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然學(xué)科，在初中化學(xué)教學(xué)中必然離不開(kāi)各種各樣的實(shí)驗(yàn)，以此來(lái)幫助學(xué)生更好的理解和掌握化學(xué)知識(shí)。然而，不可置否的是，在農(nóng)村初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中必然會(huì)受到多種條件的限制，導(dǎo)致學(xué)生親身接觸實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)不多，許多實(shí)驗(yàn)也成了教師口頭上的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生只能對(duì)教師所講的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行想象理解，這樣就在很大程度上降低了化學(xué)教學(xué)的質(zhì)量。虛擬實(shí)驗(yàn)是現(xiàn)代化教育技術(shù)與教學(xué)有效融合的一種新的教學(xué)手段，在農(nóng)村初中引入化學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驇椭鷮W(xué)生感受、理解和掌握化學(xué)知識(shí)的產(chǎn)生、形成與發(fā)展過(guò)程，從而在很大程度上提高農(nóng)村初中化學(xué)教學(xué)的質(zhì)量。

一、何為虛擬實(shí)驗(yàn)

虛擬實(shí)驗(yàn)是借助現(xiàn)代化計(jì)算機(jī)技術(shù)、多媒體技術(shù)、虛擬仿真技術(shù)、圖形圖像技術(shù)等建構(gòu)一種逼真的實(shí)驗(yàn)情境，營(yíng)造“身臨其境”的實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)，從而獲得與實(shí)際操作實(shí)驗(yàn)相同的感受。相對(duì)而言，虛擬實(shí)驗(yàn)操作更為簡(jiǎn)單，能夠有效地幫助學(xué)習(xí)者理解和掌握知識(shí)，對(duì)于條件不允許或者不適合進(jìn)行動(dòng)手操作的實(shí)驗(yàn)完全可以運(yùn)用虛擬實(shí)驗(yàn)。

二、化學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)

初中化學(xué)所學(xué)的都是基礎(chǔ)知識(shí)，化學(xué)實(shí)驗(yàn)也主要包括對(duì)基本的化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器的認(rèn)識(shí)和操作以及對(duì)實(shí)驗(yàn)方法與規(guī)律的掌握。所以，農(nóng)村初中化學(xué)教師在設(shè)計(jì)虛擬實(shí)驗(yàn)時(shí)一定要符合當(dāng)?shù)貙W(xué)生的認(rèn)知水平，將教與學(xué)有效的結(jié)合起來(lái)，發(fā)揮出信息技術(shù)手段的作用。農(nóng)村初中化學(xué)教師在設(shè)計(jì)化學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)時(shí)需要把握四個(gè)基本原則：一是保證虛擬實(shí)驗(yàn)與實(shí)際操作的一致性。教師在設(shè)計(jì)虛擬實(shí)驗(yàn)時(shí)必須自己動(dòng)手操作并多次驗(yàn)證，確保虛擬實(shí)驗(yàn)的效果與實(shí)際操作的效果相一致。在日常教學(xué)中，農(nóng)村初中化學(xué)教師在運(yùn)用多媒體進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要配合講解、演示、書(shū)本、黑板、圖片、實(shí)驗(yàn)器材等來(lái)有效地傳遞實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，這樣能夠加深學(xué)生對(duì)虛擬實(shí)驗(yàn)的“真實(shí)”體驗(yàn)；二是虛擬實(shí)驗(yàn)盡量做到簡(jiǎn)約。虛擬實(shí)驗(yàn)與實(shí)際動(dòng)手操作相比要簡(jiǎn)單得多，能夠在有限的課時(shí)內(nèi)完成，同時(shí)也有助于學(xué)生消化和理解，所以，教師在設(shè)計(jì)虛擬實(shí)驗(yàn)時(shí)要盡可能簡(jiǎn)化，將虛擬實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮出來(lái)；三是體現(xiàn)出師生之間的交互性。實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要建立在師生之間充分的互動(dòng)交流基礎(chǔ)上，虛擬實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)該以真實(shí)環(huán)境為線索，符合學(xué)生實(shí)際學(xué)習(xí)習(xí)慣，將虛擬實(shí)驗(yàn)有效地融入到實(shí)際課堂教學(xué)之中，讓虛擬實(shí)驗(yàn)稱為輔助教與學(xué)的重要手段；四是體現(xiàn)出趣味性。農(nóng)村初中化學(xué)教師在設(shè)計(jì)虛擬實(shí)驗(yàn)時(shí)要發(fā)揮現(xiàn)代化教育技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，確保虛擬實(shí)驗(yàn)的趣味性，要能夠激發(fā)出學(xué)生的好奇心和求知欲，讓學(xué)生在聲畫(huà)并茂、生動(dòng)逼真、豐富有趣的模擬情境中獲得良好的實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)。

三、化學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用

由于虛擬實(shí)驗(yàn)不受時(shí)間、地點(diǎn)、設(shè)施設(shè)備等條件的限制，再加上信息化教學(xué)的推廣以及農(nóng)村初中基本已裝備了計(jì)算機(jī)與多媒體等設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)資源也相對(duì)比較豐富，所以，農(nóng)村初中化學(xué)教師完全可以有效地應(yīng)用虛擬實(shí)驗(yàn)來(lái)達(dá)到教學(xué)的目的。

1. 加強(qiáng)對(duì)虛擬實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)，豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段

虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驇Ыo學(xué)生直觀性的實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)，這點(diǎn)是“口頭實(shí)驗(yàn)”或“文字實(shí)驗(yàn)”所不具備的，學(xué)生只有通過(guò)逼真的實(shí)驗(yàn)情境才能加深對(duì)化學(xué)知識(shí)的理解，所以，農(nóng)村初中化學(xué)教師必須加強(qiáng)對(duì)虛擬實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)，采用多樣化的教學(xué)手段。例如在學(xué)習(xí)“我們周圍的空氣”時(shí)，為了幫助學(xué)生形象地了解我們生活中存在的氣體，教師可以利用計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)模擬各種氣體的特征及其在不同狀態(tài)下所表現(xiàn)出來(lái)的特點(diǎn)，而不是簡(jiǎn)單的講述或者讓學(xué)生看課本識(shí)記，通過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn)的方式，學(xué)生觀察圖片、動(dòng)畫(huà)等才能形象地了解到周圍空氣的組成及特點(diǎn)。再如關(guān)于“初中化學(xué)常用儀器和藥品取用規(guī)制”學(xué)習(xí)中，將實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行一一演示和講解就需要借助多媒體設(shè)備營(yíng)造虛擬的實(shí)驗(yàn)操作情境，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量。

2.充分發(fā)揮多媒體設(shè)備的作用，增強(qiáng)實(shí)際教學(xué)效果

目前，多媒體教學(xué)已成化學(xué)教學(xué)的常態(tài)。農(nóng)村初中化學(xué)需要引入現(xiàn)代化教育教學(xué)技術(shù)，充分利用多媒體設(shè)備等輔助教學(xué)手段，設(shè)計(jì)出高質(zhì)量的虛擬實(shí)驗(yàn)，讓教學(xué)情境顯得更加“真實(shí)”。例如學(xué)習(xí)“溶液”內(nèi)容時(shí)，關(guān)于“溶液、乳濁液和懸濁液”的化學(xué)知識(shí)就可以利用圖片、圖像或者視頻的方式來(lái)營(yíng)造良好的學(xué)習(xí)情境，幫助學(xué)生迅速掌握這些不同溶液的特點(diǎn)；再如學(xué)習(xí)“酸和堿之間會(huì)發(fā)生什么反應(yīng)”這個(gè)知識(shí)點(diǎn)時(shí)，教師可以利用虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ杰浖梢詮木W(wǎng)上下載）來(lái)將各種酸、堿性質(zhì)的化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行融合、反應(yīng)，讓學(xué)生觀察模擬軟件模擬實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象所得出的化學(xué)結(jié)論，從而掌握知識(shí)點(diǎn)。

3.構(gòu)建自學(xué)型的虛擬實(shí)驗(yàn)情境，支持學(xué)生自主探究

長(zhǎng)期以來(lái)，農(nóng)村初中化學(xué)課堂都是“一言堂”，教師是課堂的主導(dǎo)者，實(shí)驗(yàn)操作也主要由教師一人操作和演示，學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)少，對(duì)于實(shí)驗(yàn)的細(xì)節(jié)掌握不到位，許多時(shí)候都是面臨實(shí)驗(yàn)操作考試時(shí)才“臨陣磨槍”，許多化學(xué)知識(shí)都缺乏實(shí)際體驗(yàn)，同樣也出現(xiàn)許多遺漏知識(shí)未被發(fā)現(xiàn)。在虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式下，教師應(yīng)該多支持學(xué)生的自主探究，培養(yǎng)學(xué)生自主操作實(shí)驗(yàn)的能力，積極構(gòu)建自學(xué)型的虛擬實(shí)驗(yàn)情境。讓學(xué)生自主搜集相關(guān)資料進(jìn)行編輯，也可以利用電腦或智能手機(jī)自主地下載并進(jìn)入虛擬化學(xué)實(shí)驗(yàn)軟件中進(jìn)行自主操作，然后將自己的操作過(guò)程進(jìn)行講解和分享，這樣既能夠鍛煉學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，又能夠發(fā)揮出信息技術(shù)與化學(xué)學(xué)科整合教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)學(xué)生綜合能力的提升。

總之，虛擬實(shí)驗(yàn)在初中化學(xué)教學(xué)中所發(fā)揮的主要是輔助教學(xué)作用，其本身并不能替代真實(shí)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生還是需要通過(guò)一定的實(shí)際操作實(shí)驗(yàn)來(lái)鍛煉自己的動(dòng)手能力和探究能力。在初中化學(xué)教學(xué)中運(yùn)用虛擬實(shí)驗(yàn)主要還是為了幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)和理解化學(xué)現(xiàn)象。因此，在實(shí)際教學(xué)中，教師可以利用虛擬實(shí)驗(yàn)來(lái)模擬那些危險(xiǎn)的、復(fù)雜的、耗時(shí)的以及不必要進(jìn)行實(shí)際操作的實(shí)驗(yàn)，將虛擬實(shí)驗(yàn)作為農(nóng)村初中化學(xué)教學(xué)的一種重要的教學(xué)手段，不斷提高農(nóng)村初中化學(xué)教學(xué)的質(zhì)量和效率。

參考文獻(xiàn)：

[1] 徐有平.初中化學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)研究[J]. 軟件導(dǎo)刊（教育技術(shù)），2011（11） .

[2] 肖芳，陳國(guó)軍，李云.虛擬化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)[J]. 中國(guó)教育技術(shù)裝備，2012（15） .